考虑节点刚度随机性的焊接钢筋部品变形计算方法研究

为量化钢筋部品刚度,从受力机理角度出发,基于试验和理论分析,提出考虑刚度随机性的焊接钢筋部品变形计算方法。从受力机理的角度提出三向转动刚度独立力学求解模型,考虑钢筋直径的影响,设计了105组T形焊接钢筋试件及两类加载固定试验装置,开展分级加载试验;在此基础上,考虑焊接节点转动刚度随机性,提出基于蒙特卡洛随机抽样的焊接钢筋部品变形计算方法,并分别开展了6个焊接钢筋网片和6个钢筋块体试验进行验证。结果表明:钢筋焊接节点刚度与钢筋直径有关,当焊接条件相同时,钢筋直径越大,焊接节点刚度越大;同一钢筋直径组合的焊接节点转动刚度基本符合正态分布,3个方向的转动刚度R x>R z>R y;钢筋焊接节点刚度与焊接节点断面面积基本呈线性关系;竖筋和横筋连接节点刚度对钢筋部品变形影响显著,所采用的节点刚度取值方法计算的焊接钢筋部品变形偏差均在10%以内,与传统刚接和铰接方法相比,变形计算精度大幅提高,变形计算方法合理。

常泰长江大桥主航道桥5号桥塔中塔柱钢筋部品装配化施工关键技术

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的公铁两用双塔钢桁梁斜拉桥,5号桥塔采用钢-混混合空间钻石型桥塔,高352 m,分为上、中、下塔柱,中塔柱单塔肢为正八边形截面。5号桥塔中塔柱采用“装配化设计、工业化生产、快速化安装”的钢筋部品装配化施工方案。在钢筋厂内,首先采用研发的钢筋片体和钢筋块体柔性制造生产线进行钢筋片体自动化成型和钢筋块体机械化成型;然后将钢筋块体运输至塔下施工平台,通过步履式组拼胎架组拼成钢筋部品;最后采用塔吊将部品整体吊装上塔,通过锥套锁紧钢筋接头进行快速连接。采用钢筋部品装配化施工技术,减少塔上高空作业人数60%~70%,降低了劳动强度和高空作业安全风险,每节段塔上钢筋施工时间缩短至1~1.5 d,提升了钢筋施工效率,塔柱浇筑后钢筋保护层厚度合格率超过97%,保证了工程施工品质。

墩塔钢筋部品优化设计与受弯力学性能试验研究

为推动墩塔钢筋工业化发展,提出了3种钢筋部品构造优化设计,以主筋与箍筋连接方式、箍筋构造和有无劲性骨架为参数,开展了2个钢筋混凝土梁的四点弯曲试验(新型钢筋部品混凝土梁简称为新型梁、传统绑扎钢筋混凝土梁简称为传统梁),研究新型墩塔钢筋部品优化设计构造的受弯力学性能。试验结果表明:传统梁相比新型梁的裂缝分布更为密集,传统梁的峰值荷载高于新型梁5%左右,传统梁的延性略高于新型梁;2个试件钢筋应变随荷载变化规律基本一致,同荷载下新型梁的箍筋应变大于传统梁50%(500με)左右,新型梁的箍筋约束能力和持荷分担比例更高。总的来说,新型梁的抗弯力学性能与传统梁基本一致,墩塔的主箍筋焊接连接和新型箍筋构造可用于实际工程中。

常泰长江大桥6#主塔中塔柱钢筋部品施工技术

常泰长江大桥主航道桥为双塔五跨连续钢桁梁斜拉桥,其6#主塔采用“钢-混”混合结构四塔肢空间钻石型桥塔。超高主塔塔肢钢筋施工,往往存在高空作业难度大、风险高、人员工效低的问题,施工进度、成本难以控制。针对6#主塔工程特点,中塔柱钢筋采用钢筋部品施工,塔肢钢筋首先在标准化钢筋绑扎平台上节段整体绑扎、分块吊装、塔上锥套锁紧钢筋连接接头连接,为主塔钢筋施工提供了更加安全、高效、经济、先进的施工技术,对于项目施工具有显著的社会效益和经济效益。

建筑钢筋部品产业化现状与发展对策

建筑钢筋部品产业化是促进建筑业技术进步和集约化发展的主要技术措措。本文结合国内外建筑钢筋部品的发展、应用现状以及重庆市的产业基础,通过市场需求、经济效益分析探讨了重庆地区实现建筑钢筋部品产业化的可行性,并提出了发展对策。

基于网片弯折成型的超高索塔钢筋部品装配化施工工法

深中通道伶仃洋大桥塔身钢筋层数多、数量大、结构复杂,施工难度大。为提高混凝土桥塔钢筋部品工业化建造水平,降低作业人员劳动强度和安全风险,深中通道S04标段以"工厂化生产、装配化施工"为总体思路,将绝大部分桥塔钢筋网片的制造转入地面工厂,通过工业化流水线的方式进行钢筋网片生产,对钢筋网片进行整体弯折成型,采用钢筋部品装配化方式进行塔柱节段拼装。索塔钢筋部品化施工工效提升30%,实现了钢筋网片毫米级精度控制,提高了施工效率,保障了工程品质。

墩塔焊接钢筋部品刚度计算方法及工程应用

针对桥梁墩塔焊接钢筋部品变形计算难题,从揭示焊接钢筋部品整体刚度本质出发,提出了焊点三向转动刚度求解模型。考虑钢筋直径的影响,设计了105组T形焊接钢筋试件及2类加载固定装置,开展了分级加载破坏试验。在此基础上,构建了焊点三向转动刚度的力学本构模型,重点分析了模型参数的合理取值方法。研究结果表明:分析焊点三向转动刚度是计算焊接钢筋部品整体刚度的关键,其转动刚度经历一个弹性平台后快速下降;初始刚度、弹性转角和刚度退化率等焊点力学本构模型参数均符合高斯分布;初始刚度受钢筋直径的影响较大且随钢筋直径的减小而降低,弹性转角和刚度退化率基本不受钢筋直径影响;同一钢筋直径下,转向刚度Rx的初始刚度及刚度退化率最大、弹性转角最小,转向刚度Ry的弹性转角最大、初始刚度及刚度退化率最小,转向刚度Rz的初始刚度、弹性转角和刚度退化率均居中。同时,为验证所提本构模型及其参数取值的合理性,分别测试了常泰长江大桥中塔钢筋部品起吊状态下的竖向变形及支撑状态下的平面变形。结果表明:当焊点弯矩-转角本构模型参数取均值时,模拟值与实测值基本吻合良好,说明所提本构模型可较好地量化焊接钢筋部品整体刚度;当焊点弯矩-转角本构模型参数取95%保证率的值时,模拟值大于实测值,取值偏保守。研究结果有望为桥塔、墩柱等混凝土结构焊接钢筋部品设计及施工控制提供理论依据。

深中通道伶仃洋大桥索塔钢筋部品装配化施工关键技术

以深中通道伶仃洋大桥东索塔为背景,基于智能化、装配化的建设理念,创新性地提出将立体三维塔柱钢筋“降维”成“二维”钢筋网片结构,并通过“网片制作+部品组拼+整体吊安”的工艺形成了超高索塔钢筋部品工业化成型的装配化施工关键技术。该技术有效减少了高空作业人员,大幅降低了高空施工安全风险,提升了塔柱钢筋施工效率约30%,实现了机械化换人、智能化减人,推进了传统塔柱钢筋施工进一步转型升级。

T型盖梁部品化工艺施工技术

文章介绍了大风江大桥T型盖梁采用整体式桁架搭设支架+整体钢筋吊装法施工的技术方案。该工程的T型盖梁悬臂段侧取消了常规的三角托架,采用部品化整体桁架支架,其工艺采用工字钢焊接双层的桁架+牛腿,结构简单、受力合理、安装方便,同时可以多次周转利用,在盖梁支架搭设过程中,减少高空作业,缩短支架搭设的时间,节约施工成本;该工程的盖梁钢筋施工采用后场整体预制,盖梁底模板安装完成后,预制成品的盖梁钢筋运至现场后整体吊装,相比现场绑扎钢筋而言,减少了机械的使用,节约了工期。

新型搭接连接钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为满足混凝土结构钢筋部品高效高精度装配化施工需求,针对钢筋传统绑扎连接方式存在的局限性,提出适应性强的钢筋新型搭接方式。为验证该搭接方式受力可靠性,以搭接方式、搭接长度及接触与否为变量,设计制作了5组共15个试件。通过典型四点抗弯试验,研究了各试件的破坏模式、荷载-位移曲线及搭接区域钢筋应变变化规律等。试验结果表明,钢筋搭接方式对破坏形态有着较为明显的影响,弯曲裂缝集中出现在截面配筋突变处;在附加搭接钢筋取为两倍搭接长度条件下,所提出的齐头绑扎搭接方式能有效传力;钢筋间接搭接与否对试件承载力、裂缝发展及弯曲破坏形态没有明显影响。

桥梁基础钢筋笼直螺纹连接的常见问题及锥套接头技术

在大型桥梁工程中,基础钢筋笼的钢筋连接往往是桥梁施工中的重点与难点。论文简要描述了在钢筋笼中常用的钢筋连接技术,直螺纹连接常见问题、解决措施及新型锥套锁紧钢筋接头技术,希望可以为桥梁工程领域提高钢筋笼的连接质量与效率提供一些帮助。

日本桥梁施工工艺技术

针对桥梁结构特点和现场施工条件,日本桥梁技术人员在桥梁施工工艺技术方面做了一些有益的尝试。鹫见桥Ⅱ期工程最高墩高125 m,采用预先在工厂制作部分预制构件的方法,加快了施工进度;Ⅱ期、Ⅰ期工程桥梁间距仅50 cm,为避免Ⅱ期工程施工对Ⅰ期工程运营造成影响,采用了智能预警监控系统。日见梦大桥桥塔端斜拉索采用钢锚箱锚固,塔柱混凝土浇筑采用透明模板监控混凝土浇筑质量。杨梅山高架桥支点梁段采用分层浇筑以及钢筋部品化预制安装等施工工艺,缩短了工期。思惟花笑大桥为主跨150 m的连续刚构桥,最高墩高93 m,箱梁腹板与底板相交处钢筋密集,为确保混凝土填充密实,采用混凝土填充模拟系统确定最佳浇筑方法;该桥跨度大、墩身高,混凝土泵送距离长,通过多项混凝土工艺试验,提高了长距离泵送悬臂浇筑施工质量;采用新研发的三眼照相机对钢筋绑扎质量进行检测,实现了钢筋检测作业自动化。

曲面异形塔钢筋吊装工艺研究

索塔在工程建设中通常作为项目控制性工程,沿海地区多风、多雨环境因素对施工制约较大、安全风险极高。钢筋工序作为索塔功效的主要影响因素,因此,介绍了索塔钢筋部品整体吊装的典型案例,从安全、质量、工效、成本管控等方面进行分析。研判了空间曲面异形塔钢筋整体吊对主筋吊装和劲性骨架吊装的工艺优劣进行比选,提出了适用于不同钢筋截面变化的万能吊具,钢筋竖拼主筋吊装等关键技术,在高栏港大桥Z3主塔成功实践,总结的技术工艺适用于曲面异形塔节段钢筋整体吊装施工。

横门西特大桥异形桥塔智能施工关键技术

南中高速横门西特大桥主桥为(66+390+324+66+66)m独塔双索面钢箱梁斜拉桥,桥塔为宝瓶形结构,高210 m,中塔柱倾斜82.5°,塔柱断面为八边形。塔柱采用分节段施工,下塔柱采用定型钢模及木模板施工;中、上塔柱7~24号节段采用多功能一体化智能造塔平台施工;下横梁采用落地钢管支架和牛腿相结合的方式施工,与塔柱同步施工;中、上横梁采用空中牛腿支架施工,与桥塔异步施工。多功能一体化智能造塔平台配置了一体化模架系统、智能布料系统、智能养护系统、信息化智能控制系统,实现了全自动顶升、智能布料、智能养护、全过程智能监测等功能。中、上塔柱钢筋采用全断面部品化施工,采用可调节式部品化预制胎架,适应钢筋截面收分,提高部品化预制效率及精度;设置内置劲性骨架,增强部品化钢筋节段整体刚度,减小吊装过程变形;采用可调式专用吊具,实现对钢筋节段吊装姿态的高精度控制;运用BIM技术,实现变截面钢筋节段重心位置精准确定及姿态模拟。该桥桥塔采用智能施工技术,提高了施工精度、质量及效率,节约工期约60 d。

海洋环境纤腰独柱式异形混凝土索塔施工技术

黄茅海跨海通道2座斜拉桥的5座主塔均采用纤腰独柱式异形混凝土索塔,造型优美、结构简洁。结构及施工环境复杂,面临着截面变化剧烈,模板及爬架设计困难;钢筋数量多,高空绑扎效率低安全风险高,保护层厚度控制难度大,影响海洋环境下混凝土耐久性;C55混凝土水泥用量多、水化热大,8cm保护层素混凝土开裂风险高等一系列施工难题。通过采用参数化模板设计、数控机床雕刻加工造型箱模板;钢筋分块部品施工工艺;优化配合比,掺加粘度改性剂,在保护层范围内增设玄武岩纤维等一系列施工措施,解决了相关技术难题,确保了施工质量,提高了施工效率,降低了安全风险,快速优质地完成了异形混凝土索塔的建造,为类似项目的施工提供了借鉴。

深中通道伶仃洋大桥超高混凝土桥塔施工关键技术

深中通道伶仃洋大桥为主跨1666 m的双塔全飘浮整体钢箱梁悬索桥,东塔采用C55混凝土门式桥塔,塔高270 m,设3道横梁。东塔塔柱采用钢筋部品化和一体化智能筑塔机(集钢筋部品调位、自动浇筑、智能养护和自动控制于一体)施工。钢筋部品化施工时,首先在钢筋加工场按照节段进行钢筋部品网片制作及弯折,现场通过钢筋部品拼装胎架组装成钢筋部品;然后进行钢筋部品整体吊装。塔柱底部5个节段(高程+25.0 m以下)采用支架法施工后,组拼一体化智能筑塔机;筑塔机试拼装合格后,利用筑塔机进行钢筋部品安装、塔柱节段混凝土自动化浇筑和养护施工;然后筑塔机爬升进行下一节段施工,依次完成6~48号节段塔柱混凝土流水作业。

空间异型独柱塔施工方案研究

黄茅海通道位于珠江入海口,项目建设工期紧凑,工业化建造需求高,2座主桥均采用空间异型独柱塔,塔身线形变化频繁,爬升系统及模板系统适应难度大。针对异型独柱塔的线形变化特点,开展爬架系统及模板系统适应性分析,提出爬架及模板系统收分方案并分析拟合精度,工艺试验表明模板收分方案具备良好的实施性。为提升独柱塔建造工效,分别开展下塔柱及中上塔柱钢筋部品化可行性分析,并开展部品吊装方案比选。结果表明:下塔柱不宜采用部品工艺,中上塔柱可采用网片方案及八点吊工艺。

钢筋专业化加工与配送前景分析

本文概括性介绍钢筋专业化加工与配送技术的现状、优势,存在问题的分析及发展前景。